Crean por primera vez sangre a partir de células de la piel

El uso de células madre pluripotentes (iPS) constituye la opción más prometedora en el campo de la medicina regenerativa. No en vano, estas iPS tienen la capacidad de convertirse en cualquier célula de cualquier tejido del organismo, por lo que pueden cultivarse en una placa de laboratorio y, una vez diferenciadas en el tipo de célula deseada, trasplantarse en el paciente, dividirse y regenerar el órgano o tejido dañado. Sin embargo, y si bien ya se ha logrado que estas iPS se conviertan en células del miocardio y en neuronas, no se había conseguido que se transformen en células madre hematopoyéticas, esto es, en células madre capaces de convertirse en cualquier célula sanguínea, caso de un glóbulo rojo, un glóbulo blanco o una plaqueta. O así ha sido hasta ahora, dado que investigadores del Hospital Infantil de Boston y de la Universidad Weill Cornell Medicine , (EE.UU.) han logrado, por primera vez, obtener células madre hematopoyéticas a partir de iPS , lo que abre la puerta a una nueva vía de tratamiento de las enfermedades de la sangre.

George Daley y sus colegas del Hospital Infantil de Boston (EE.UU.) utilizaron por primera vez señales químicas para convertir las células madre pluripotentes humanas en células endoteliales hemogénicas, y luego las persuadieron para que se convirtieran en iPS al alterar los niveles de siete factores clave de transcripción. En un segundo artículo, Shahin Rafii y su equipo de la Universidad Weill Cornell Medicine usaron células endoteliales de ratón adultas como material de partida, y posteriormente alteraron los niveles de factores clave de transcripción para impulsar su transición a células con propiedades de iPS de ratón.

Como explica Ryohichi Sugimura, co-autor de una de las investigaciones publicada en la revista « Nature », « este nuevo paso nos da la oportunidad de tomar células de pacientes con trastornos genéticos de la sangre, utilizar la edición genética para corregir los defectos en los genes y producir células sanguíneas funcionales . Y asimismo, nos ofrece la posibilidad de contar con una fuente ilimitada de células madre sanguíneas y de sangre a partir de células tomadas de donantes universales. Una posibilidad que, cuando menos potencialmente, aumentaría los suministros de sangre para los pacientes que requieren transfusiones».

Desde que en 1998 se lograra aislar por primera vez células madre embrionarias, numerosos investigadores han tratado de utilizarlas como fuente para obtener células madre hematopoyéticas. Una labor infructuosa que cambió de rumbo a partir de la generación, ya en 2007, de las primeras iPS mediante la reprogramación genética de células extraídas de la piel. El problema es que si bien ya se sabe cómo convertir estas iPS en algunos tipos de células –como neuronas o miocardiocitos–, no ha sucedido así con las células madre formadoras de células sanguíneas.

En el nuevo estudio, los autores utilizaron tanto células madre embrionarias como iPS y las expusieron a señales químicas para inducir su diferenciación en células y tejidos específicos del desarrollo embrionario . Concretamente, lo que obtuvieron fue un tejido embrionario denominado ‘endotelio hemogénico’ del que derivan las células madre hematopoyéticas –si bien hasta ahora nunca se ha logrado llevar a cabo la transformación en un laboratorio.

En segundo lugar, los autores administraron factores de transcripción para ‘forzar’ al endotelio hemogénico a convertirse en células madre hematopoyéticas. Y dado que desconocían qué factores de transcripción lo lograrían, emplearon 26 factores candidatos en distintas secuencias hasta descubrir que la administración de únicamente cinco –las proteínas RUNX1, ERG, LCOR, HOXA5 y HOXA9– bastaba para inducir esta transformación en células madre formadoras de células sanguíneas.

Finalmente, y si bien derivaban de iPS humanas, los autores trasplantaron las células madre hematopoyéticas en un modelo animal –ratones–. Y lo que vieron es que, transcurridas varias semanas, algunos de los animales portaban distintos tipos de células sanguíneas humanas –entre otras, glóbulos rojos, mieloblastos y linfocitos B y T– tanto en su médula ósea como en su sangre . Unas células, además, que eran totalmente funcionales, tal y como se observó cuando fueron capaces de organizar una respuesta inmunitaria tras la inoculación en el animal de un patógeno.

Y en este contexto, ¿cuáles fueron más eficaces a la hora de transformarse en células madre hematopoyéticas? ¿Las células madre embrionarias o las iPS? Pues la verdad es que ambas fueron igualmente eficaces, si bien los autores están más interesados en las i dado que se pueden ‘obtener’ directamente de cada paciente –tan ‘solo’ habría que coger una célula de la piel y reprogramarla genéticamente.

En definitiva, como destaca George Daley, director de la investigación, «nos encontramos realmente cerca de generar células madre hematopoyéticas en una placa de laboratorio. Ya somos capaces de modelar las funciones de la sangre humana en, digamos, ‘ratones humanizados’. Nuestro trabajo es la culminación de 20 años de esfuerzos y supone un gran paso en nuestra capacidad para investigar las enfermedades genéticas de la sangre ».

El siguiente paso será ‘refinar’ la técnica para obtener un mayor número de células madre hematopoyéticas eficientes –en el estudio solo se produjeron células sanguíneas humanas en algunos ratones, que no en todos– y, sobre todo, hacerla más segura. Y es que a día de hoy se requiere el uso de un virus –en este caso, de un lentivirus– para introducir los factores de transcripción en las iPS. Además, los investigadores también están evaluando la posibilidad de utilizar las técnicas de edición genética –como la CRISPR/Cas9– para corregir los genes defectuosos en las iPS antes de inducir su transformación en células formadoras de células sanguíneas.